Jika
anda melemparkan sebuah benda vertikal ke atas, benda itu selalu jatuh kembali
ke Bumi. Nah, muncul pertanyaan: berapakah kecepatan minimum suatu benda harus
dilemparkan vertikal ke atas agar benda tersebut tidak kembali lagi ke
permukaan planet (misalnya Bumi?) Dengan kata lain, berapakah kecepatan minimum
tersebut agar benda dapat lepas dari pengaruh medan gaya gravitasi planet. Kecepatan minimum lebih sering disebut sebagai
kecepatan lepas (escape velocity). Kita dapat menentukan rumus kecepatan
lepas ini secara kuantitatif dengan menggunakan hukum kekekalan energi mekanik.
Sebuah benda yang diluncurkan vertikal ke atas dengan kelajuan v memiliki energi kinetik 1/2 mv2 dan energi potensial
gravitasi Newton – GMm/R
Selanjutnya,
Newton mengajukan hukum gravitasi umum Newton, yang berbunyi sebagai berikut.
“Gaya
gravitasi antara dua benda merupakan gaya tarik-menarik yang besarnya
berbanding lurus dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik
dengan kuadrat jarak antara keduanya”.
Besar
gaya gravitasi dapat ditulis dengan persamaan matematis F12 = F21
= F Gm1m2/R2
dengan;
F12 = F21
= F besar
gaya tarik menarik antara kedua benda (N);
G
= tetapan umum gravitasi;
m1
= massa benda 1 (kg);
m2=
massa benda 2 (kg);
R=
jarak antara kedua benda (m).
Berdasarkan
hal tersebut, sekarang kita dapat menentukan kecepatan lepas untuk planet Bumi.
Ambil g=9,8 m/s2 dan
jari-jari Bumi R= 6370 km, maka
tentukan berapa kecepatan lepas tersebut? Kita dapat memperkuat pemahaman kita tentang
gaya gravitasi dengan memperhitungkan gaya-gaya gravitasi dari sudut pandang
yang berbeda tetapi berkaitan. Ingat, gaya gravitasi bukanlah gaya kontak,
melainkan bekerja melalui suatu jarak dalam ruang. Gaya gravitasi pada suatu
benda di sebuah titik dalam ruang dijelaskan dengan sifat ruang itu sendiri.
Misalkan
kita letakkan sebuah benda bermassa M dalam suatu ruang, maka benda itu akan
menghasilkan medan yang menyebar di sekitar benda bermassa M dalam suatu ruang, maka benda itu akan menghasilkan medan yang
menyebar di sekitar benda itu dalam ruang. Medan itu hadir walaupun tidak ada
benda lain di dalam ruang. Medan yang menyebar dari benda bermassa dan memenuhi
ruang inilah yang disebut sebagai medan gravitasi. Besaran yang mewakili medan
gravitasi disebut kuat medan gravitasi. Kuat medan gravitasi pada titik apa
saja dalam ruang didefinisikan sebgai gaya gravitasi per satuan massa pada
suatu massa uji m.
Jika ada yang berkenan silahkan jawab dikomentar atau kirim ke email idsalimcom@gmail.com . Jawaban akan kami postingkan di blog Fisika Pak Salim
EmoticonEmoticon